معالجة مياه البحر وتحلية مياه البحر

تُعد تحلية مياه البحر حلاً بالغ الأهمية لمعالجة ندرة المياه العذبة في المناطق ذات الوصول المحدود إلى مصادر المياه العذبة الطبيعية. فعن طريق إزالة الأملاح الذائبة والمعادن والشوائب من مياه البحر، تقوم عمليات التحلية بتحويلها إلى مياه صالحة للشرب والزراعة والتطبيقات الصناعية. ومع التقدم في التكنولوجيا، أصبحت أنظمة تحلية المياه الحديثة أكثر كفاءة واستدامة وفعالية من حيث التكلفة، مما يجعلها أداة أساسية في إدارة المياه العالمية.

تعتبر تحلية المياه حيوية بشكل خاص في المناطق القاحلة والمناطق الساحلية والجزر التي يتجاوز فيها الطلب على المياه العذبة العرض. ولا توفر هذه الأنظمة مصدرًا موثوقًا للمياه النظيفة فحسب، بل تدعم أيضًا التنمية الاقتصادية والاستدامة البيئية من خلال تقليل الاعتماد المفرط على مصادر المياه التقليدية.

تطبيقات تحلية مياه البحر

1. إمدادات المياه البلدية: توفير المياه الصالحة للشرب لسكان الحضر والريف، خاصة في المناطق التي تعاني من ندرة المياه.
2. التطبيقات الصناعية: توفير مياه عالية الجودة لعمليات مثل التبريد والتنظيف والتصنيع.
3. الري الزراعي: يدعم الري في المناطق القاحلة، مما يتيح ممارسات زراعية مستدامة.
4. الاستخدام البحري والبحري: توفير المياه العذبة للسفن والمنصات البحرية والمرافق الساحلية النائية.

مزايا تحلية مياه البحر

توفر تحلية مياه البحر العديد من الفوائد، لا سيما للمناطق التي تواجه ندرة المياه أو ارتفاع الطلب عليها. فمن خلال تحويل مورد وفير إلى مياه عذبة قابلة للاستخدام، توفر تحلية المياه حلولاً تعالج تحديات المياه الفورية وطويلة الأجل على حد سواء:

• إمدادات مياه موثوقة: تضمن أنظمة تحلية المياه مصدرًا ثابتًا للمياه العذبة، بغض النظر عن الظروف الجوية أو توافر المياه العذبة الطبيعية، مما يجعلها لا تقدر بثمن للمناطق المعرضة للجفاف.
• قابلية التوسع: من القرى الساحلية الصغيرة إلى المدن الحضرية الكبيرة، يمكن تصميم محطات تحلية المياه لتلبية الاحتياجات المائية المتنوعة، مما يضمن المرونة والقدرة على التكيف.
• ضمان الجودة: تنتج تقنيات تحلية المياه المتقدمة مياهًا تفي بمعايير مياه الشرب الصارمة أو تتجاوزها، مما يدعم متطلبات الصحة والسلامة.
• المرونة في مواجهة الجفاف: من خلال تقليل الاعتماد على مصادر المياه التقليدية، تعزز تحلية المياه القدرة على الصمود في مواجهة موجات الجفاف ونقص المياه لفترات طويلة.
• النمو الاقتصادي: إن الوصول الموثوق إلى المياه يدعم الأنشطة الصناعية والزراعية، مما يدفع عجلة التنمية الاقتصادية في المناطق التي قد تحد ندرة المياه فيها من التقدم لولا ذلك.

التطورات التكنولوجية في مجال تحلية مياه البحر

تتطور التقنيات الحديثة لتحلية مياه البحر بشكل سريع، مما يجعل العملية أكثر كفاءة واستدامة وبأسعار معقولة. وتشمل الابتكارات الرئيسية ما يلي:

1. الأغشية المتقدمة: توفر الأغشية المتطورة متانة محسّنة ومعدلات محسّنة لرفض الأملاح ومتطلبات أقل للطاقة، مما يجعل أنظمة تحلية المياه أكثر كفاءة وفعالية من حيث التكلفة.
2. تحلية المياه بالطاقة الشمسية: إن دمج مصادر الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية، يقلل من الاعتماد على الوقود الأحفوري ويقلل من البصمة الكربونية لمحطات تحلية المياه.
3. الأنظمة الهجينة: إن الجمع بين التناضح العكسي والعمليات الحرارية يزيد من معدلات استرداد المياه ويقلل من استهلاك الطاقة، مما يؤدي إلى تحسين الأداء الكلي لمحطات تحلية المياه.
4. تكامل الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء: تسمح المراقبة في الوقت الحقيقي والتحليلات التنبؤية للمشغلين باكتشاف المشكلات وحلها بشكل استباقي، مما يضمن أداءً ثابتاً للنظام.
5. التناضح العكسي منخفض الضغط: تحقق أنظمة التناضح العكسي المبتكرة منخفضة الضغط معدلات استرداد عالية مع انخفاض كبير في استهلاك الطاقة، مما يقلل من تكاليف التشغيل.

التحديات والحلول في مجال تحلية مياه البحر

على الرغم من فوائدها، تواجه تحلية مياه البحر تحديات تتطلب حلولاً مبتكرة:

• ارتفاع استهلاك الطاقة: تعمل أجهزة استعادة الطاقة ودمج مصادر الطاقة المتجددة، مثل طاقة الرياح أو الطاقة الشمسية، على تقليل الطلب على الطاقة التشغيلية بشكل كبير، مما يجعل تحلية المياه أكثر استدامة.
• التخلص من المحلول الملحي: يمكن أن يشكل المحلول الملحي، وهو منتج ثانوي لتحلية المياه، مخاطر بيئية إذا لم تتم إدارته بشكل صحيح. تعمل أنظمة إدارة المحلول الملحي المتقدمة، بما في ذلك تقنيات التصريف الصفري للسوائل، على التخفيف من هذه الآثار بفعالية.
• التحجيم والتلوث: تعمل تقنيات ما قبل المعالجة، مثل الترشيح الفائق والجرعات المضادة للملوثات، على حماية أنظمة تحلية المياه من التحجّر والتلوث، مما يضمن التشغيل الموثوق وإطالة عمر النظام.

الأسئلة الشائعة حول تحلية مياه البحر

1. ما مدى كفاءة أنظمة تحلية المياه الحديثة؟ تحقق التقنيات الحالية، وخاصة التناضح العكسي، معدلات استرجاع للمياه تصل إلى 50% مع انخفاض استهلاك الطاقة.
2. هل المياه المحلاة آمنة للشرب؟ نعم، تفي المياه المحلاة بالمعايير الدولية لمياه الشرب عند معالجتها ومراقبتها بشكل صحيح.
3. ما هي المخاوف البيئية المتعلقة بتحلية المياه؟ يعد استخدام الطاقة والتخلص من المحلول الملحي من الشواغل الرئيسية، ولكن التطورات الحديثة تعالج هذه القضايا بفعالية.
4. إلى متى تدوم أنظمة تحلية المياه؟ مع الصيانة المناسبة، يبلغ العمر الافتراضي لمعظم الأنظمة 20-30 سنة.
5. هل يمكن الجمع بين تحلية المياه والطاقة المتجددة؟ نعم، يتزايد استخدام أنظمة تحلية المياه التي تعمل بالطاقة الشمسية والرياح لتعزيز الاستدامة.

مياه البحر أنظمة تحلية المياه والتناضح العكسي

طريقة التناضح العكسي طريقة التناضح العكسي (RO) القائمة على على تقنيات الأغشية هي الطريقة الأكثر استخدامًا في في مرافق تحلية المياه. يعتمد التناضح العكسي على مبدأ إزالة الأملاح الذائبة والشوائب الأخرى عن طريق تمرير الماء عبر غشاء شبه نافذ تحت ضغط عالٍ. هذه الطريقة مفيدة من حيث كفاءة استخدام الطاقة و وقابلية التوسع مقارنةً بالبدائل مثل التقطير الحراري و وأصبحت تشكل ما يقرب من 66% من قدرة تحلية المياه في العالم اعتبارًا من من عام 2010. يمكن لمرافق التناضح العكسي الحديثة لمياه البحر أن تقلل من استهلاك الطاقة إلى مستويات مثل حوالي 3 كيلوواط/ساعة لوحدة حجم المياه بفضل وحدات استعادة الطاقة والأغشية المتقدمة. يشرح هذا التقرير بالتفصيل مراحل أنظمة التناضح العكسي في تنقية مياه البحر وأنواع المرشحات والأغشية المستخدمة العمليات الكيميائية والمعايير التي يجب مراقبتها في العملية.

الشكل 1: وحدة التناضح العكسي في محطة إل برات لتحلية المياه بالقرب من برشلونة، إسبانيا. تمثل الأنابيب الخضراء الكبيرة خطوط التغذية بالضغط العالي في حين تمثل الحزم الأسطوانية الزرقاء في الخلفية أغشية التناضح العكسي ذات الجرح الحلزوني. يمكن لمحطات بهذا الحجم تحويل مئات الآلاف من الأمتار المكعبة من المياه المالحة إلى مياه شرب في اليوم الواحد.

مراحل عملية التناضح العكسي

معالجة مياه البحر تتكون المعالجة بالتناضح العكسي من عدة خطوات عملية متتالية بدءًا من استقبال المياه الخام وحتى توزيع المياه المنتجة المنقاة. وفيما يلي المراحل الرئيسية لمحطة معالجة مياه البحر بالتناضح العكسي النموذجية ووظائف كل منها موضحة أدناه:

الشكل 2: مخطط انسيابي لمصنع تناضح عكسي نموذجي لمياه البحر (خليج تامبا, سعة 25 ميليغرام في اليوم). يوضح هذا الرسم البياني جميع الخطوات من سحب المياه و والمعالجة المسبقة إلى عمليات غشاء التناضح العكسي على مرحلتين والمعالجة النهائية وبعد المعالجة النهائية. بعد إزالة مياه البحر من المحطة عن طريق والترسيب الخشن، تتم إزالة المواد الصلبة الكبيرة والثقيلة ثم تمر عبر مرشحات الرمل والتراب الدياتومي لإزالة الجسيمات الدقيقة. الماء الذي يمر من خلال مرشحات خرطوشة، يتم ثم يتم تغذيتها إلى غشاء التناضح العكسي بواسطة مضخات عالية الضغط ويتم فصلها من أملاحه وتحويلها إلى منتج؛ ويتم إزالة التيار المالح المركز يتم إزالة التيار المالح المركز بواسطة توربينات استعادة الطاقة وتخضع المياه المعالجة وتخضع المياه المعالجة لعمليات موازنة نهائية.

1. تناول المياه والترشيح الأولي

تبدأ عملية تبدأ عملية معالجة مياه البحر باستقبال المياه الخام من من البحر. عند تناول المياه من البحر المفتوح، فإن كمية كبيرة من الكبيرة والكائنات الحية مثل مثل الأوراق والطحالب وشظايا الخشب عادةً ما يتم التقاطها باستخدام شاشات شاشات متنقلة أو غرابيل في هيكل السحب . على سبيل المثال، في منشأة خليج تامبا، يتم التخلص من الأجسام مثل الأصداف و والفروع الأكبر من 1/4 بوصة (> 6 مم) يتم التخلص منها في هذه المرحلة في هذه المرحلة. بعد الترشيح الخشن، يمكن السيطرة على النمو البيولوجي التحكم في النمو البيولوجي عن طريق تطبيق المعالجة الكيميائية المسبقة مثل جرعة منخفضة من الكلور في هيكل سحب المياه (لمنع منع الطحالب والكائنات البحرية). ثم يتم نقل المياه إلى وحدات المعالجة المسبقة داخل المحطة. الغرض الرئيسي من مرحلة سحب المياه الخام مرحلة سحب المياه الخام هو توفير كمية مياه مستقرة نسبيًا عن طريق إزالة الملوثات ذات الحبيبات الكبيرة من أجل حماية المعدات والأغشية الحساسة اللاحقة.

2. المعالجة المسبقة (التخثر والترسيب والترشيح)

المعالجة المسبقة هي خطوة حاسمة للتشغيل الفعال والطويل الأمد لأغشية التناضح العكسي أغشية التناضح العكسي. تحتوي مياه البحر على العديد من المواد الصلبة العالقة, والعكارة والمواد العضوية والكائنات الحية الدقيقة. إذا كانت هذه الملوثات مباشرة إلى الأغشية، فإنها سوف تتراكم على سطح الغشاء وتسبب الانسداد (قاذورات غروانية)، ونمو بيولوجي (قاذورات حيوية) ومشاكل في التحجيم مشاكل. لذلك، يجب تنظيف مياه التغذية قدر الإمكان قدر الإمكان قبل دخول الأغشية. المعالجة المسبقة الموثوقة موثوق بها شرط أساسي للتشغيل الناجح لعملية المعالجة المسبقة للمياه العادمة وتهدف إلى الحد من تلوث الجسيمات والعضوية والبيولوجية على الأغشية.

الخطوة الأولى عادةً ما تكون الخطوة الأولى في المعالجة المسبقة هي التخثر الكيميائي التخثر والتلبد الكيميائي. عن طريق إضافة مواد التخثر مثل أملاح المعادن (مثل كلوريد الحديد (III) أو وكبريتات الألومنيوم) والبوليمرات إلى الماء، فإن الجسيمات العالقة الدقيقة الجسيمات الدقيقة العالقة والعوالق والمواد العضوية في الماء. وترتبط الكائنات الدقيقة والغرويات معًا لتكوين كتل مع هذه المواد الكيميائية. بعد ذلك، يتم تمرير الماء ببطء من خلال خزان موازنة/خزان ترسيب لترسيب الكتل المتكونة؛ وخلال هذه العملية، تستقر الجسيمات الثقيلة إلى القاع ويتم فصلها عن الماء. من خلال ضبط الظروف الكيميائية بشكل صحيح (الأس الهيدروجيني، جرعة التخثر، إلخ)، يمكن أيضًا امتصاص المواد العضوية الذائبة يمكن أيضًا أن تمتص المادة العضوية الذائبة جزئيًا وتلتصق ب الكتل.

سريع مرشحات رملية سريعة أو متعددة الوسائط أعمدةالترشيح لإزالة الجسيمات الأصغر والأخف وزنًا من الماء. تحتوي هذه المرشحات على وسائط مثل رمل الكوارتز أو الأنثراسايت أو العقيق بأحجام حبيبات خاصة. حيث يتم ترشيح الماء من أعلى إلى أسفل من خلال طبقة المرشح، فإن معظم المواد الصلبة العالقة المتبقية تكون عالقة بين الحبيبات. عكارة المياه الخارجة من وسائط حبيبية نموذجية الحبيبية النموذجية إلى 0.1 NTU تقريبًا. إذا كانت المياه المرشحة لا تزال تحتوي على الغرويات الدقيقة (دون الميكرون)، فإن بعض الأنظمة تستخدم مرشحات إضافية مساعدة إضافية. على سبيل المثال، في منشأة تامبا باي، يتم استخدام مرشح يتم استخدام مرشح تراب دياتومي بعد مرشح الرمل للاحتفاظ بالمواد الغروية ذات الحجم الميكروني بحجم الميكرون. يمكن لمرشحات التراب الدياتومي (كيسيلغر) تصفية حتى الجسيمات الدقيقة جدًا عن طريق تمرير المياه من خلال تربة مسامية مسامية.

وأخيرًا, قبل دخول أغشية التناضح العكسي مباشرة، يتم تمرير المياه من خلال مرشحات خ رطوشة . فلاتر الخرطوشة عبارة عن عناصر ترشيح أسطوانية دقيقة ذات مسام عادةً 5 ميكرون أو أصغر. وهي تعمل على حماية الأغشية عن طريق التقاط آخر جزيئات الرواسب المتبقية التي قد تكون قد تكون تسربت من الخطوات السابقة. بمعنى ما، يتم وضع مرشحات الخرطوشة توضع كمرشحات نهائية النهائي وتساعد على تقليل مؤشر كثافة الطمي (SDI) في لمياه مدخل الغشاء إلى ما دون مستوى معين. يتم تصميم أنظمة التناضح العكسي لمياه البحر بشكل عام بحيث يكون SDI لمياه التغذية <3؛ وتهدف المصانع الحديثة إلى أن يكون مؤشر كثافة الطمي <2, تسلسل متقدم للمعالجة المسبقة (التخثر + الهواء المذاب التعويم + التعويم بالهواء المذاب + الترشيح) يمكن أن يقلل من تعكر المياه الخام من 5-20 NTU إلى <0.25 NTU و و1.5 تقريبًا. يسمح انخفاض SDI للأغشية بمقاومة التلوث لفترات أطول من الوقت وأن تعمل بطاقتها التصميمية الأصلية قدرتها التصميمية الأصلية.

ملاحظة: كبديل للمعالجة المسبقة بالفلتر الرملي التقليدي، أصبحت تطبيقات المعالجة المسبقة بالأغشية منخفضة الضغط أصبحت تطبيقات المعالجة المسبقة بالأغشية منخفضة الضغط منتشرة في في العديد من المنشآت في السنوات الأخيرة. الترشيح الدقيق (MF) أو يمكن لأغشية الترشيح الفائق (UF) أن تحل محل المرشحات الرملية في مياه المصدر الصعبة مثل مياه البحر. يقلل هذا النوع من المعالجة المسبقة من العكارة وقيم SDI في المياه إلى مستويات أقل بكثير (SDI < 2 أو حتى <1) ويوفر مياه نقية تمامًا تقريبًا إلى أغشية التناضح العكسي. من خلال المعالجة المسبقة بالتغذية الفائقة/التغذية بالرذاذ، يكون من الأسهل تشغيل وحدة التناضح العكسي بثبات، خاصة في المياه الساحلية ذات التكاثر الطحلبي أو أو تقلبات التعكر. ومع ذلك، فإن المعالجة المسبقة بالغشاء لها أيضًا متطلبات الصيانة الخاصة بها، مثل الحاجة إلى التنظيف الكيميائي; تعتمد الطريقة التي سيتم اختيارها على جودة المياه الخام وظروف التشغيل وظروف التشغيل.

A تعد المعالجة المسبقة المصممة جيدًا والمشغلة جيدًا تغذية التناضح العكسي إلى القيم المستهدفة مثل التعكر <0.5 NTU و SDI <3 . وهذا يقلل من تراكم القاذورات و البيولوجية على الأغشية، ويقلل من تكرار التنظيف الكيميائي، ويقلل من يقلل من تكاليف التشغيل الإجمالية.

3. مضخة الضغط العالي واستعادة الطاقة

إن مياه البحر الصافية والمنخفضة نسبيًا في محتواها من الجسيمات التي خضعت للمعالجة التي خضعت للمعالجة المسبقة جاهزة الآن لتتم تحليتها من خلال أغشية التناضح العكسي. ومع ذلك، من أجل التغلب على التوازن التناضحي وإجبار جزيئات الماء على المرور عبر الغشاء، يتم تطبيق ضغط عالٍ على الماء. لهذا الغرض، تأتي مضخات مضخات الضغط العالي في اللعب. ويتطلب نظام التناضح العكسي النموذجي لمياه البحر ضغط تشغيل في نطاق 60-70 بار تقريبًا بار تقريبًا. وترد قيم مثل 69-80 بار في الأدبيات الخاصة ب لمضخات التناضح العكسي التقليدية. في الممارسة العملية، يتراوح الضغط بين 55 بار و80 بار. بار، اعتمادًا على ملوحة مياه التغذية ومعدل الاسترداد المطلوب. ومعدل الاسترداد المطلوب. على سبيل المثال، بالنسبة لمياه البحر التي تبلغ ملوحتها 35,000 مجم/لتر (3.5% ملح)، قد يكون الضغط الذي يتراوح بين 65-70 بارًا كافيًا لإزالة نصف الماء كمياه عذبة (حوالي 45-50% من الاسترداد استرداد). سيزداد الضغط إذا كانت الملوحة أعلى أو أعلى أو استرداد أعلى.

يتم تغذية يتم تغذية المياه الخارجة من مضخة الضغط العالي إلى وحدات الغشاء الموضوعة في سلسلة داخل علب الأغشية الفولاذية (أوعية الضغط أوعية الضغط). بينما تتدفق مياه التغذية عبر عناصر الغشاء من نقطة الدخول إلى هذه الأوعية، يتم ترشيح جزء من المياه يتم ترشيحه من خلال الأغشية ويمر إلى أنبوب التجميع (أنبوب التخلل) في الداخل بسبب الضغط المطبق. وبهذه الطريقة يتم الحصول على المياه العذبة، في حين تبقى الأملاح والمخلفات الأخرى على على جانب مدخل الأغشية وتتكثف أثناء التدفق. يضم كل وعاء ضغط يضم عادةً 5-8 عناصر غشاء الجرح الحلزوني ; يزداد تركيز الملح مع انتقال الماء من العنصر الأول العنصر الأول إلى العنصر الأخير. لهذا السبب، عادةً ما تكون الأنظمة مصممة عادةً على عدة مراحل متعددة: يتم استخدام التركيز (الماء المالح المتبقي) في المرحلة الأولى كـ للتغذية للمرحلة التالية، وبالتالي زيادة استعادة المياه.

عملية عملية التناضح العكسي هي عملية كثيفة الاستهلاك للطاقة. معظم الضغط المعطى للماء يبقى على التدفق المركز، وإذا كانت تضيع هذه الطاقة، تزداد تكاليف التشغيل. لمنع ذلك أجهزة استرداد الطاقة أجهزة استرداد الطاقة (ERD) في محطات التناضح العكسي الحديثة. يمر التدفق المركز من خلال هذه الأجهزة عندما يغادر النظام بضغط عالٍ وينقل طاقته الطاقة إلى مياه التغذية الواصلة حديثًا. على سبيل المثال، أجهزة استرداد الطاقة (ERD) ) من من نوع حجرة تبادل الضغط أو التوربينات الهيدروليكية مثل توربينات توربينات البيلتون استعادة حوالي 90% من ضغط التدفق المركز. وبهذه الطريقة، فإن الطاقة المطلوبة لمضخة الضغط العالي بشكل كبير بشكل كبير. واليوم، وبفضل وحدات التفريغ العكسي لمياه البحر عالية الجودة، تم تخفيض استهلاك الطاقة في التناضح العكسي لمياه البحر إلى حوالي 3 كيلوواط/ساعة/متر³، وهو قريب جدًا من الحد الأدنى النظري . هذا التقدم مذهل للغاية عندما تضع في اعتبارك أن محطات التناضح العكسي قبل 20-30 سنة مضت كانت تستهلك 5-8 كيلوواط/ساعة/م3³. باختصار باختصار، تعمل مضخات الضغط العالي ومعدات استعادة الطاقة معًا لتشكيل مصدر الطاقة وجوهر تعزيز الكفاءة في عملية التناضح العكسي .

4. مرحلة غشاء التناضح العكسي

إن قلب نظام التناضح العكسي هو وحدات الغشاء وحدات الغشاء . تستخدم جميع محطات تحلية مياه البحر اليوم تقريبًا جميع محطات تحلية مياه البحر اليوم الأغشية الرقيقة المركب (TFC) أغشية البولي أميد/بولي أميد رقيقة. تتكون هذه الأغشية من طبقة فصل رقيقة للغاية (<0.5 ميكرومتر) من البولي أميد رقيقة للغاية (أقل من 0.5 ميكرومتر) على طبقة دعم دقيقة المسام (عادةً بولي سلفون). تكون أقطار مسام أغشية البولي أميد في نطاق الأنجستروم (0.0001 ميكرون تقريبًا)، مما يسمح لجزيئات الماء بالمرور من خلالها غير منفذة لأيونات الملح الذائبة والملوثات الأكبر حجمًا. وفقًا لبيانات مصنع تامبا باي، فإن حجم مسام أغشية التناضح العكسي المستخدمة هو حوالي 0.001 ميكرون , أو 100 جزء من ألف من شعرة الإنسان. وبهذه الطريقة، يتم الاحتفاظ بأيونات مثل الصوديوم والكلوريد بمعدل 99%+، بينما يمكن لجزيئات H₂O يمكن أن تمر جزيئات الهيدروجين.

الأغشية تُعبأ الأغشية عادةً في تكوين وحدة الجرح الحلزوني . في عنصر التناضح العكسي الحلزوني، يتم لف أغشية الأوراق المسطحة وقناة التدفق يتم لف الشبكات الفاصلة حول أنبوب تجميع مركزي. يتم لصق كل ورقة غشاء ملتصقة من ثلاثة جوانب، مع توصيل الحواف المتبقية متصلة بالأنبوب المركزي. بينما تتدفق مياه التغذية عبر القنوات بين أوراق الغشاء عند ضغط مرتفع، يمر جزء من الماء الماء يمر من خلال الأغلفة ليصل إلى المركز (الأنبوب المتخلل) الأنبوب)؛ يتدفق الماء المتبقي إلى مخرج العنصر على شكل مركزًا أكثر ملوحة. يوضح مخطط التدفق في الشكل 2 هذه العملية على مرحلتين (الممر الأول RO والممر الثاني RO). على الرغم من أن نظام الممر الواحد كافٍ بشكل عام لمعالجة مياه البحر، إلا أنه في بعض الحالات في بعض الحالات يمكن تطبيق نظام التناضح العكسي على مرحلتين من أجل تحسين جودة مياه المنتج. يتم تغذية المياه المتخللة من يتم تغذية المياه المتخللة من مخرج التناضح العكسي في المسار الأول إلى مجموعة التناضح العكسي الثانية لتقليل الأملاح (على سبيل المثال للحصول على مياه منخفضة التوصيل جدًا، <50 ملغم/لتر). في مرافق مياه الشرب مثل تامبا باي، عادةً ما يكون الممر الواحد كافية للوفاء بمعايير المياه المطلوبة (أقل من 500 مجم/لتر TDS)؛ ومع ذلك، في تطبيقات المياه الصناعية فائقة النقاء، يكون الممر المزدوج تمرير مزدوج أمر شائع.

إن معدل احتباس الملح في أغشية التناضح العكسي عادة ما يكون أعلى من 99%. على سبيل المثال، يمكن أن يحصل غشاء يمكن أن يحصل غشاء مياه البحر النموذجي على <0.5 جم/لتر (500 مجم/لتر) من المنتج من التغذية عند ملوحة 35 جم/لتر. المؤشران الرئيسيان لأداء الغشاء أداء الغشاء هما التدفق (معدل الإنتاج) و معدل رفض الملح ومعدل رفض الملح. وتختلف هذه القيم اعتمادًا على معايير مثل الضغط, ودرجة الحرارة وملوحة التغذية. عند تطبيق الضغط العالي، يزداد يزداد تدفق الماء عبر الغشاء، وتقل ملوحة المتخلل (ينخفض تغلغل الملح). كلما زادت درجة حرارة تزداد درجة حرارة الماء، يزداد التدفق لأن اللزوجة تنخفض، لكن ميل أيونات الملح للتسرب عبر الغشاء يزداد أيضًا بشكل طفيف. يزيد أيضًا بشكل طفيف. ستتم مناقشة التأثيرات التفصيلية لهذه في الأقسام التالية.

مياه البحر أغشية التناضح العكسي حساسة للكلور والمواد المؤكسدة بسبب مادتها . نظرًا لأن طبقة البولي أميد يمكن أن تتأكسد وتتلف بسرعة بواسطة الكلور الحر، تتم إزالة المطهرات مثل الكلور المستخدم في المعالجة المسبقة تتم إزالتها بالكامل قبل دخول أغشية التناضح العكسي. لهذا الغرض اختزال المواد الكيميائية مثل الصوديوم ثنائي كبريتيت الصوديوم (NaHSO₃) جرعات في مياه التغذية قبل الغشاء لتحييد الكلور المتبقي الكلور المتبقي. بدلاً من ذلك، في بعض الأنظمة، يتم التطهير باستخدام الكلورامين يتم إجراء بدلًا من الكلورة، والتي لها ضرر أقل على البولي أميد؛ ومع ذلك، فإن هذا غير مرغوب فيه بشكل عام ومعظم أنظمة تدير معظم أنظمة SWRO المكافحة البيولوجية في شكل قصيرة الأجل + إزالة الكلور بالكامل في المعالجة المسبقة. على الرغم من أن السليلوز أسيتات السليولوز استخدمت الأغشية كمواد غشائية في الماضي، إلا أنها ليست مفضلة اليوم لأن لديها قيمًا أقل لرفض الملح والتدفق بالإضافة إلى ذلك، من الصعب تشغيل أغشية السليولوز لأنها تتطلب كلورة مستمرة. ونتيجة لذلك، فإن جميع عناصر الأغشية في محطات التناضح العكسي الحديثة هي من نوع البولي أميد TFC ويتم تشغيلها مع مراعاة حساسيتها.

المراقبة والصيانة المنتظمة المراقبة والصيانة المنتظمة ضرورية أيضًا للحصول على الكفاءة المطلوبة الكفاءة المطلوبة من أغشية التناضح العكسي. بمرور الوقت، قد يؤدي التلوث قد على أسطح الأغشية: في الحالات التي تكون فيها المعالجة المسبقة غير كافية، قد تحدث قشور غروانية أو أغشية حيوية أو رواسب غير عضوية (مثل القشور مثل CaCO₃، CaSO₄) تغطية الأغشية، مما يقلل من التدفق ويضعف جودة النفايات السائلة جودة النفايات السائلة. في هذه الحالة، تتعرض وحدات التناضح العكسي بشكل دوري إلى التنظيف الكيميائي (CIP: التنظيف المكاني) . محاليل التنظيف الخاصة التي تحتوي على أحماض أو قواعد أو مطهرات يتم تعميمها من خلال وحدات الغشاء لإذابة الأوساخ المتراكمة المتراكمة. على الرغم من أن الشركات المصنعة للأغشية عادةً ما توصي بالتنظيف المكاني (CIP) كل 3-6 أشهر , فمن المثالي إجراء التنظيف عندما عندما تتجاوز مؤشرات التلوث عتبات معينة (تتم مناقشة هذه المؤشرات تتم مناقشة هذه المؤشرات في قسم المعلمات في القسم التالي في القسم التالي). على سبيل المثال، توصي بعض الشركات المصنعة ببدء التنظيف الكيميائي الكيميائية عندما ينخفض ينخفض معدل تدفق النفاذية بنسبة 10% أو يزيد نفاذ الملح بنسبة 5-10% . التنظيف المكاني المنتظم يمكن للتنظيف المكاني المنتظم استعادة أداء الغشاء إلى حد كبير، ولكن في حالات التلوث الشديد/التحجيم الشديد، قد يكون من الضروري استبدال الغشاء. ولذلك، فإن المراقبة المستمرة للعملية والتنظيف الوقائي التنظيف الوقائي أمر بالغ الأهمية.

5. ما بعد المعالجة (تثبيت مياه المنتج والتطهير)

يتخلل (الماء المنتج) من وحدة التناضح العكسي هي في الأساس مياه نقية تمت تمت تحليتها إلى حد كبير. يمكن أن تكون المياه المتخللة النموذجية لمياه البحر أكالة ويكون لها طعم مسطح عند استخدامها مباشرة كمياه للشرب لأنها يحتوي على القليل جداً من المعادن الكلية . ولذلك، عادةً ما تخضع نفايات التناضح العكسي السائلة إلى سلسلة من عمليات ما بعد المعالجة لتثبيتها وجعلها متوافقة مع المعايير. المعايير.

أولًا أولاً وقبل كل شيء، بعض الغازات التي لا تتم إزالتها أثناء التناضح العكسي (مثل ثاني أكسيد الكربون₂) قد تبقى في الماء المنتج وتجعل حمضية الماء. وعادةً ما يكون الرقم الهيدروجيني للماء المتخلل حمضيًا قليلاً حمضي عند 5.5-6.5 (حيث يتم تحويل البيكربونات الموجودة في مياه التغذية إلى غاز CO₂). يمكن لهذه المياه الحمضية إذابة المعادن في خطوط النقل. التحييد وإضافة المعادن لمنع ذلك وتوفير التوازن المعدني للمياه. الطريقة الطريقة الأكثر شيوعًا هي تمرير المياه من خلال طبقة من الحجر الجيري (الكالسيت) . هذا السرير، الذي يحتوي على معادن كربونات الكالسيوم، يزيد من الأس الهيدروجيني للماء ويضيف أيونات مثل Ca_{2+ و HCO3}^-، مما يجعل الماء أكثر توازنًا وقلوية . بدلاً من ذلك، يمكن تعديل العسر والقلوية بطريقة مماثلة عن طريق الجرعات بالجير (Ca(OH)₂) أو رماد الصودا (Na2CO₃). الهدف هو الوصول إلى نطاق الأس الهيدروجيني الموصى به وهو 7-8 ومستوى معين من صلابة معينة لمياه الشرب.

بالإضافة إلى ذلك بالإضافة إلى ذلك، يتم تطهير مياه المنتج عادةً عند النقطة النهائية . نظرًا لأن الأغشية تحتفظ بالبكتيريا والفيروسات إلى حد كبير, يكون المتخلل نظيفًا تمامًا من الناحية الميكروبيولوجية؛ ومع ذلك، نظرًا لوجود هناك خطر إعادة التلوث أثناء النقل والتخزين، فإن الجرعة المنخفضة من منخفضة الجرعة بالكلور أو الكلورامين بالكلور أو الكلورامين لضمان السلامة البيولوجية للمياه في شبكة التوزيع. شبكة التوزيع. يمكن أيضًا استخدام التطهير بالأشعة فوق البنفسجية في بعض الأنظمة، ولكن بما أنه لا يوفر حماية متبقية، فمن المفضل عمومًا استخدام ضخ بعض الكلور. وذُكر أنه تتم إضافة المواد الكيميائية المتوازنة إلى ماء المنتج بعد التناضح العكسي في منشأة خليج تامبا ويتم إرسال ويتم إرسال المياه عالية الجودة الناتجة إلى مرفق الشبكة الإقليمية وتخلط مع المياه المعالجة الأخرى. مع الخلط والتعديلات النهائية والتعديلات النهائية، يتم الحصول على مياه نهائية تتوافق مع جميع المعايير في لوائح مياه الشرب.

جانب آخر جانب آخر من جوانب ما بعد المعالجة هو التخلص من مياه الصرف الصحي (المركز) التخلص منها . في عملية التناضح العكسي، يتم تحويل نسبة معينة من مياه التغذية إلى مياه عذبة (عادةً ما يكون معدل الاسترداد 35-50%)، بينما يخرج الباقي يخرج كتيار مركز أكثر ملوحة. هذا المحلول الملحي المالح هذا عادةً إلى البحر أو البيئة. ومع ذلك, نظرًا لأن التصريف المباشر يمكن أن يسبب مشاكل بيئية، فإن التخفيف أو عادةً ما تُستخدم طريقة التصريف المتحكم فيه. على سبيل المثال، يتم خلط يتم خلط المركز الذي يتم تصريفه من محطة خليج تامبا مع مياه التبريد لمحطة الطاقة الحرارية المجاورة ويتم تصريفها إلى البحر، بحيث لا يرتفع تركيز الملح فجأة في في البيئة المستقبلة. في العديد من المحطات، يتم التفريغ من خلال أنابيب ناشر في قاع البحر، ويتم تخفيف التركيز بسرعة على حجم كبير. الملوحة التقريبية لتيار تيار المركزات حوالي ضعف ملوحة ماء البحر الذي يتم تغذيته به (على سبيل المثال 35 جم/لتر من التغذية مع استرداد 45% → ~ 65 جم/لتر من المركز). هذا التيار عادة ما يخرج بدرجة حرارة مرتفعة قليلًا (عملية الضخ يسبب تسخينًا). لهذا السبب، يتم إجراء يتم إجراء التقييمات واختيار طريقة التصريف الأكثر ملاءمة. يتم اختيارها.

وأخيراً, كجزء من المعالجة اللاحقة، تؤخذ المياه المعالجة عادةً إلى خزان مياه المنتج داخل المنشأة ويتم ضخها من هناك إلى الشبكة. إذا كان من المقرر خلط مياه المنتج بمياه من مصادر مختلفة (مزيج)، يتم خلطها بنسبة النسبة المناسبة. مياه الشرب النهائية، والتي خضعت لجميع عمليات عمليات الموازنة والتطهير، أصبحت الآن جاهزة للتوزيع.

المعلمات قياسها والتحكم فيها في العملية

من أجل من أجل تشغيل أنظمة التناضح العكسي بكفاءة وأمان, يجب مراقبة بعض معايير التشغيل الحرجة يجب مراقبة بعض معلمات التشغيل الحرجة والتحكم فيها باستمرار . هذه المعلمات مهمة لمراقبة أداء النظام وللتدخل المبكر في المشاكل المحتملة. الكميات الرئيسية الرئيسية التي يتم قياسها في عمليات التناضح العكسي لمياه البحر وتفسيرها موضحة أدناه:

• الضغوط (التغذية والتركيز والتفاضل): ضغط التغذية عند مخرج المضخة ذات الضغط العالي هو القوة المطبقة على الأغشية وعادةً ما تكون في عشرات الأشرطة بالنسبة لمضخة الضغط العالي. يحدث بعض يحدث بعض الانخفاض في الضغط عبر كل وعاء ضغط؛ ويتم مراقبة الفرق بين المدخل والمخرج يتم رصد الفرق بين المدخل والمخرج باعتباره الضغط التفاضلي (ΔP) . في ظل الظروف العادية، يحدث انخفاض في الضغط يبلغ بضعة أشرطة عبر أغشية المرحلة الأولى لنظام التناضح العكسي. إذا زاد ΔP مع مرور الوقت، قد يشير ذلك إلى أن الأغشية أو شبكات المباعدة ملوثة ومسدودة. على سبيل المثال، زيادة بنسبة 15٪ في المرحلة الأولى ΔP تعتبر عادةً إنذارًا للصيانة/التنظيف. يقوم المشغلون يراقبون ΔP لكل مرحلة على حدة لمعرفة أين يبدأ التلوث يبدأ. كما أن ضغوط التغذية المرتفعة بشكل غير طبيعي هي أيضًا مؤشر على تلوث الغشاء أو فشل المضخة. يتم مراقبة ضغط مخرج المركز لمراقبة أداء وحدة استعادة الطاقة. في التشغيل الأمثل التشغيل الأمثل، يتم نقل معظم ضغط المركز إلى وحدة استرداد الطاقة ERD ولا يتم إهداره.

التدفق معدلات ومعدل الاسترداد: هناك ثلاثة تدفقات أساسية في النظام: تدفق التغذية تدفق , التدفق المتخلل والتدفق المتخلل و التدفق والتركيز. يتم التعبير عن العلاقة بين هذه العناصر من خلال معدل الاسترداد :  الاسترداد (%)=التغذية التدفقالتدفق المتخلل × 100. يتم تحديد الاسترداد بشكل عام في نطاق 35-50% في أنظمة مياه البحر. يعني الاسترداد العالي تقليل مياه الصرف الصحي, ولكنه يؤدي أيضًا إلى زيادة تركيز الأملاح أثناء التغذية و ويزيد من خطر التحجّر. مع زيادة الاسترداد، فإن يزداد تأثير الضغط الأسموزي على الغشاء؛ وبعد نقطة معينة، قد يصل صافي تدفق المياه بعد نقطة معينة إلى طريق مسدود. لذلك، لا يتم استهداف الاسترداد العالي بشكل مفرط مستهدفًا. في التشغيل، يكون التغير في تدفق النفاذية مقارنةً بقيم التصميم قيم التصميم هو مؤشر حاسم. A قد يشير الانخفاض في تدفق النفاذية يشير إلى أن الأغشية بدأت تتلوث أو أن أداء المضخة أو أن أداء المضخة يتناقص. يوصي مصنعو الأغشية بالتنظيف عندما يحدث انخفاض بنسبة 10% في التدفق مقارنة بالقيمة الأولية. وبالمثل، قد تشير معدلات التدفق المنخفضة بشكل غير طبيعي إلى وجود مشكلة في مضخة التغذية أو الصمامات، لذا فإن المعايرة والمراقبة المنتظمة لجميع مقاييس التدفق أمر ضروري.

• الملوحة, الموصلية والمواد الصلبة الصفرية: تركيز الملح (المواد الصفرية الصفرية الصفرية, بالملغم/لتر) أو الموصلية الكهربائية (ميكروسكالتر/سم) لمياه التغذية و يتم قياس ناتج النفاذية بشكل مستمر أو دوري. الموصلية هي مؤشر غير مباشر لكمية الأيونات الذائبة في الماء وتستخدم لمراقبة كفاءة التناضح العكسي. يمكن قياس يمكن حساب كفاءة إزالة الملح للأغشية حسابها باستخدام المعادلة:  الملح الإزالة (%) = (1-المواد الصلبة الصلبة الصلبة TDSPermeate TDS) × 100. يوفر غشاء SWRO الجديد والنظيف عادة ما توفر إزالة الملح بنسبة 99% أو أكثر. على سبيل المثال، إذا كان تم أخذ 200 ملجم/لتر من النفاذية من 35,000 ملجم/لتر من التغذية، فهذا يعني إزالة 99.4%. إذا بدأت الموصلية المتخللة في الزيادة في المصنع، فقد يتناقص أداء الأغشية. قد يحدث هذا يحدث عندما تبدأ بعض الأيونات في التسرب بسبب الكلور (أكسدة أكسدة الطبقة النشطة) أو تلوث في الأغشية . على وجه الخصوص، فإن قد تشير الزيادة المفاجئة والحادة في الموصلية تشير إلى وجود غشاء ممزق أو حلقة دائرية على شكل حرف O، مما قد يشير إلى أن المياه الخام مختلطة - في مثل هذه الحالة، يجب فحص المكونات في يجب فحص وعاء الضغط ذي الصلة. تشير الزيادة البطيئة في الموصلية بمرور الوقت تشير عمومًا إلى أن سطح الغشاء ملوثًا وتقل مساحة المسام الفعالة، مما يعني أن انخفاض معدل الاحتفاظ بالملح. وفقًا لتوصيات الشركة المصنعة فإن زيادة التوصيات بنسبة 5-10% في الموصلية النفاذية (أو أو نفاذية الملح) تشير إلى أن الوقت قد حان للتنظيف. قد تزيد نفاذية الملح قد تزيد نفاذية الملح أيضًا بشكل طفيف مع تقادم الأغشية الأغشية، ولكن هذا عادةً ما يكون بطيئًا جدًا؛ تشير التغييرات السريعة إلى وجود مشكلة مشكلة. وبالتالي، يجب مراقبة كل من توصيلية مياه التغذية ومياه المنتج يجب مراقبتها وتسجيلها باستخدام أجهزة الاستشعار عبر الإنترنت.
• الأس الهيدروجيني والحالة الكيميائية: الرقم الهيدروجيني لـ ماء التغذية والمتخلل مهم لكل من التحكم الكيميائي الكيميائية للعملية ولتكوين القشور. الأس الهيدروجيني لماء التغذية عادةً ما يتم خفض الأس الهيدروجيني لمياه التغذية بشكل طفيف اعتمادًا على استراتيجية الجرعة المضادة للقشور (على سبيل المثال، يبلغ الأس الهيدروجيني الطبيعي لمياه البحر 8.2، ولكن من أجل يمكن خفضه إلى حوالي 7 أس هيدروجيني باستخدام بحمض معدني). لذلك، يتم قياس الأس الهيدروجيني للماء الداخل إلى المضخة باستمرار والحفاظ عليه ضمن النطاق المطلوب. يمكن أن تعني يمكن أن تعني الزيادة في الأس الهيدروجيني فشل أو استنزاف كيميائي لمضخات القياس مضخات القياس ويزيد من خطر كربونات الكالسيوم ترسيب كربونات الكالسيوم. وعلى العكس من ذلك، فإن الانخفاض المفرط في الأس الهيدروجيني غير مرغوب فيه لأنه يمكن أن يسرع التآكل. كما يتم أيضًا مراقبة الأس الهيدروجيني للمياه المتخللة إذا كان منخفضًا جدًا، فقد يشير ذلك إلى عدم كفاية المعادلة في مرحلة ما بعد المعالجة. توفر مستشعرات الأس الهيدروجيني أيضًا تغذية راجعة مهمة في عمليات تنظيف الأغشية (دوران الحمض/القاعدة أثناء التنظيف المكاني).
• الطمي مؤشر كثافة الطمي (SDI) والعكارة: إن أهم مؤشرات جودة المعالجة المسبقة هي SDI و التعكر القياسات. مؤشر SDI هو مؤشر يعتمد على وقت انسداد مرشح معين ويعبِّر عدديًا عن إمكانية تلوث المياه بالغرويات الماء. تتطلب المعايير عمومًا مؤشر SDI < 5 لتغذية التناضح العكسي؛ مؤشر SDI < 3 < 3 مستهدف للتطبيقات الصعبة مثل مياه البحر، ومؤشر SDI < 3 < 2 يشير إلى معالجة مسبقة جيدة جدًا. يتم إجراء اختبارات SDI على فترات زمنية معينة (على سبيل المثال يوميًا) في المنشأة للتحقق من أداء المعالجة المسبقة المعالجة المسبقة. إذا كانت قيمة SDI مرتفعة بشكل غير عادي، فهذا يعني وجود مشكلة في نظام الترشيح (على سبيل المثال تمزق المرشح، أو خطأ في جرعة مادة التخثر خطأ) والتدخل الفوري مطلوب لأن ارتفاع قيمة SDI يمكن أن تسبب انسداد سريع للأغشية. التعكر (NTU) هو معلمة يمكن مراقبتها في الوقت الحقيقي؛ تعكر مدخل التناضح العكسي بشكل عام أقل من 0.2-0.5 وحدة قياس التعكر. تعطي مقاييس التعكر عبر الإنترنت إنذارًا عند حدوث تدهور مفاجئ في جودة المياه (مثل ازدهار العوالق أو هجرة الحمأة). وبهذه الطريقة، يمكن للمشغلين اتخاذ الاحتياطات مثل إبطاء أو إيقاف النظام و والغسيل العكسي للمرشحات إذا زادت نسبة التعكر. وباختصار، فإن مؤشر التعكر SDI و NTU هي مؤشرات صحية للمعالجة المسبقة؛ فالبقاء منخفضة طوال الوقت يضمن عمرًا طويلًا للأغشية.
• درجة الحرارة: درجة حرارة الماء عامل مهم يؤثر على أداء الغشاء. يزيد الماء الدافئ من نفاذية الغشاء، وبالتالي زيادة التدفق, ولكن يمكن أن يزيد أيضًا من هجرة الملح إلى حد ما. وعلى العكس من ذلك, عندما تنخفض درجة حرارة مياه البحر في أشهر الشتاء الباردة، ينخفض معدل التدفق المتخلل التي يتم الحصول عليها عند نفس الضغط. لذلك، يتم تصميم تم تصميم المنشآت الكبيرة مع مراعاة التغيرات الموسمية للمياه الموسمية؛ من أجل التعويض عن انخفاض التدفق في الشتاء، قد يكون من الضروري إما زيادة الضغط قليلًا أو تشغيل عناصر غشائية إضافية. درجة الحرارة بشكل عام ليست معلمة يمكن التحكم فيها (لأن درجة حرارة مياه البحر عامل بيئي)؛ ومع ذلك، فمن المهم من المهم قياسها و وتطبيع بيانات الأداء وفقًا لدرجة الحرارة. على سبيل المثال على سبيل المثال، تعطي الشركات المصنعة للأغشية ضمانًا للأداء عند 25 درجة مئوية؛ يمكننا فهم حالة الغشاء الحقيقية من خلال تطبيع الكفاءة التي تم الحصول عليها في مياه درجة حرارتها 15 درجة مئوية في المنشأة إلى 25 درجة مئوية. لهذا الغرض لهذا الغرض، يتم تسجيل درجة الحرارة اللحظية باستخدام أجهزة استشعار رقمية الرقمية الرقمية في النظام ويتم مقارنة المعلمات الأخرى وفقًا لذلك.
• كلور/بولي بروبيلين متعدد الكلور: إذا تمت إضافة الكلور للتحكم في النمو البيولوجي خلال مرحلة ما قبل المعالجة مرحلة ما قبل المعالجة، يجب تحييد الكلور تمامًا قبل الوصول إلى مدخل التناضح العكسي. لذلك، قد يكون من الضروري إجراء قياس الكلور (أو ORP: قياس إمكانات اختزال الأكسدة) قبل قياس الغشاء. يجب أن يكون مستوى الكلور الحر 0.0 مجم/لتر. إذا تم اكتشاف ضئيلة من الكلور في القياسات، يجب تصحيح هذا الوضع يجب تصحيح هذا الوضع على الفور (زيادة جرعة المادة الكيميائية المختزلة الكيميائية أو تقليل الكلورة)؛ وإلا فقد يحدث تلف لا يمكن إصلاحه في للأغشية. توفر مستشعرات ORP مؤشرًا سريعًا على وجود بقايا الكلور من خلال المراقبة الفورية لمستوى أكسدة الماء مستوى أكسدة الماء على الفور. تُستخدم هذه المعلمة بشكل خاص من أجل للتحقق من أن ميزان جرعات الكلور/ميزان التعادل يعمل بشكل صحيح.

العديد يمكن جمع المزيد من البيانات اعتمادًا على على تصميم النظام وتشغيله (على سبيل المثال، الموصلات في كل مخرج وعاء الضغط، فروق ضغط المدخل/المخرج لكل مرشح مرشح، نفاذية الأشعة فوق البنفسجية إذا كان هناك نظام تطهير بالأشعة فوق البنفسجية، إلخ). ومع ذلك، قيم مثل الضغط, التدفق، والتوصيلية، والأس الهيدروجيني، ودرجة الحموضة، ودرجة الحموضة/التعكر المؤشرات التي يتابعها كل مشغل RO عن كثب. هذه البيانات عادة ما يتم تسجيل هذه البيانات بشكل مستمر باستخدام نظام SCADA وتحليلات الاتجاهات ويتم إجراء تحليلات الاتجاهات التي يتم إجراؤها. تسمح مراقبة اتجاهات الأداء بتوقع متى ستحتاج الأغشية إلى التنظيف أو إذا كانت هناك مشكلة في المعالجة المسبقة. على سبيل المثال، إذا بدأ المشغل الصيانة فقط عندما تحدث مشكلة في النظام، فقد تم الإبلاغ عن أن يمكن ملاحظة وجود قنوات غير مرتجعة في الأغشية عند إجراء التنظيف فقط عندما تصل زيادة ΔP إلى 40-50 رطل لكل بوصة مربعة (3-4 بار). ولذلك، فإن استباقيًا و والإجراءات المبكرة هي مفتاح التشغيل الفعال لمحطات التناضح العكسي.

يقدم الجدول يقدم الجدول التالي قيمًا موجزة لبعض البارامترات المهمة التي يتم رصدها عادةً في عملية التناضح العكسي لمياه البحر:

تُعتبر القيم تعتبر القيم المذكورة أعلاه بشكل عام نطاقات نموذجية لمياه البحر لأنظمة التناضح العكسي لمياه البحر. قد يكون لكل منشأة تصميمها الخاص المعلمات والأهداف الخاصة بها؛ لذلك، قد تختلف القيم "العادية" من من مشروع لآخر. الشيء المهم هو تحديد خط الأساس لنظامك الخاص أثناء التشغيل ومتابعة الاتجاه وفقًا لذلك . على سبيل المثال، قيم الضغط والتدفق والتوصيل المسجلة أثناء العملية الأولى مع الأغشية النظيفة الجديدة بمثابة مرجعية بمرور الوقت. عندما يتم تجاوز عتبة انحراف معينة, يتلقى المشغلون إنذارًا ويتم وضع خطط التدخل وتوضع خطط التدخل موضع التنفيذ. مع هذا النهج، يتم حل المشاكل الصغيرة قبل أن تصبح كبيرة أن تصبح كبيرة، ويتم زيادة عمر الغشاء إلى أقصى حد، وجودة مياه المنتج الحفاظ على جودة مياه المنتج آمنة باستمرار.

الخاتمة والتقييم

التناضح العكسي تقنية التناضح العكسي في تحلية مياه البحر هي عملية متكاملة التي تمتد من من المعالجة المسبقة إلى الترشيح الغشائي عالي الضغط والتنظيم النهائي لجودة المياه النهائية للمياه. تحدد كل مرحلة الكفاءة الكلية لـ النظام من خلال تهيئة الظروف المناسبة للمرحلة التالية. المرشحات الخشنة و المعالجة المسبقة تهيئة مياه المدخل عن طريق حماية الأغشية؛ تفصل الأغشية الحلزونية تفصل أغشية البولي أميد الحلزونية الماء عن أملاحه تحت الضغط؛ وتقوم أغشية ما بعد المعالجة توازن المياه النقية التي تم الحصول عليها وإعدادها للاستخدام. مراقبة المعلمات المعلمات الحرجة مثل الضغط ومعدلات التدفق، والتوصيلية، والأس الهيدروجيني، ودرجة الحموضة، ودرجة الحموضة خلال هذه العملية أمر حيوي للحفاظ على أداء النظام.

الدراسات الأكاديمية والدراسات الصناعية تظهر أن موثوقية المعالجة المسبقة و المعالجة المسبقة والتحكم التشغيلي المنتظم ضرورية لنجاح عملية المعالجة المسبقة لمياه الصرف الصحي. وكما ذكر فالافالا وآخرون, من الضروري استخدام تقنيات موثوقة للمعالجة المسبقة (التخثر + الترشيح أو الترشيح بالتخثر أو الترشيح بالغاز/التغذية بالمياه) في عمليات التكرير والصرف الصحي في عمليات التكرير والصرف الصحي في المياه العادمة مخاطر تلوث الأغشية.

مرة أخرى، مع استخدام أجهزة استعادة الطاقة في المرافق الحديثة, تم تخفيض تكاليف الطاقة بشكل كبير وأصبح الحصول على المياه العذبة من مياه البحر أصبح أكثر استدامة. التناضح العكسي تطورت تكنولوجيا الأغشية أيضًا على مر السنين وتم وتم تحسينها لتحقيق كفاءة عالية عند ضغوط منخفضة. على سبيل المثال توفر الأغشية المركبة ذات الأغشية الرقيقة مياه الشرب لملايين من الناس اليوم مع رفض الملح بنسبة تتجاوز 99٪ ونفاذية عالية تدفقات عالية. ونتيجة لذلك، فإن أنظمة التناضح العكسي في معالجة مياه البحر توفر مصدرًا موثوقًا ومستمرًا للمياه العذبة عند تصميمها وتشغيلها بشكل صحيح. إتقان تفاصيل كل مرحلة تمت مناقشتها في هذا التقرير أمر بالغ الأهمية للمهندسين والمشغلين لضمان التشغيل الفعال للنظام. مع المعالجة المسبقة الصحيحة، واختيار الغشاء المناسب، والتحكم الفعال في العملية والصيانة المنتظمة، يمكن لمحطات يمكن لمصانع التناضح العكسي أن تعمل بثبات لسنوات وتنجح في تحويل مياه البحر إلى مياه صالحة للشرب بنجاح. وبالتالي، يمكن اعتبار مياه البحر مخزونًا لا ينضب للسكان الذين يعيشون في المناطق أو في الجزر حيث الموارد المائية محدودة. إن المعرفة المكثفة ولكن قابلية التطبيق العملي للتناضح العكسي تجعلها تقنية استراتيجية تكنولوجيا استراتيجية لإمدادات المياه للأجيال الحالية والمستقبلية.

المصادر: المعلومات تم تجميع المعلومات والبيانات من مجموعة متنوعة من المنشورات الأكاديمية والتقارير الفنية وأدلة الصناعة. على سبيل المثال، فالافالا وآخرون وآخرون. (2011) قدمت مقارنة بين تقنيات المعالجة المسبقة بالتناضح العكسي، بينما قدمت تقارير هيئة مياه خليج تامبا قدمت تقارير هيئة المياه في تامبا باي جدول تدفقات وبيانات تشغيلية لمصنع مصنع حقيقي لتحلية المياه بالتناضح العكسي. تم تجميع معلمات أداء الغشاء من مصادر تقنية مثل Lenntech، بينما تم الحصول على معلومات عملية عن تفسير مؤشرات التشغيل تم الحصول عليها من منشورات من قبل خبراء الصناعة مثل Chemtreat. يهدف هذا النهج الشامل إلى تقديم نظرة عامة شاملة عن عمليات التناضح العكسي لمياه البحر من خلال الجمع بين كل من الخلفية النظرية والخبرة العملية والخبرة العملية.